建筑小區海綿城市專項設計研究

肖秀麗（北京市住宅建筑設計研究院有限公司，北京 100005）

隨著國家政策的密集出臺與示范城市的相繼推動，海綿城市理念正在得到全面、有效落實。其中“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針包含了海綿城市設計的主要工程技術，建筑小區的海綿設計應從場地設計、小區道路、小區綠地等幾個方面來考慮。海綿城市在建筑小區類型項目中進行推廣應用，取得了不少成效，但是在設計配合過程中發現對某些觀點、做法認識有誤區或者理解不清，海綿城市專項設計需要各專業的配合和協調，希望通過梳理這些問題，加強各專業對海綿城市的理解和認識，全面貫徹落實海綿城市理念。

1 海綿城市概念

海綿城市建設多年，但是仍然存在一些對海綿城市概念理念理解不到位的情況，比如一些錯誤的認識“海綿城市無用論”和“海綿城市萬能論”等等，所以正確的理解海綿城市，有助于我們理解為什么要建海綿，并堅定不移的推進海綿城市建設。

海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。其本質是從末端治理走向源頭減排、綠色設施優先，控制雨水徑流，盡可能降低城市開發建設對匯流過程的影響，使其盡可能接近開發前的水文狀態。海綿城市不是萬能的，海綿城市有利于緩解城市內澇，但是不能徹底解決城市內澇，海綿城市有利于控制雨水徑流污染，有助于緩解部分地區的水資源緊張問題。

海綿城市建設應統籌低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統。低影響開發雨水系統可以通過對雨水的滲透、儲存、調節、轉輸與截污凈化等功能，有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染；城市雨水管渠系統即傳統排水系統，應與低影響開發雨水系統共同組織徑流雨水的收集、轉輸與排放。超標雨水徑流排放系統，用來應對超過雨水管渠系統設計標準的雨水徑流，一般通過綜合選擇自然水體、多功能調蓄水體、行洪通道、調蓄池、深層隧道等自然途徑或人工設施構建。以上三個系統并不是孤立的，也沒有嚴格的界限，三者相互補充、相互依存，是海綿城市建設的重要基礎元素。

2 海綿城市專項設計與景觀設計的區別

兩個專業都會涉及綠色設施的設計，但是側重點不同，海綿城市專項設計要考慮在源頭控制雨水徑流，因地制宜采用雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝等措施，實現對雨水徑流總量的削減和峰值流量的削減，以盡可能減少城市開發建設對水文過程的影響，而景觀主要是考慮整體美化效果。判斷一個項目是海綿工程還是景觀工程，應注意項目設計之初，是否考慮對本地區降雨所產生的雨水徑流進行消納和控制。在項目實施時，要避免海綿城市為景觀效果讓步的情況，避免打著提高景觀效果，提高項目檔次，把透水鋪裝改為石材鋪裝，把下沉式綠地做成普通綠地等情況。

海綿城市專項設計應細分匯水分區，根據各匯水分區需要控制的徑流總量和雨水徑流路徑，落實在什么地方設置海綿設施，設置多大，各個 LID 設施的設置需保證所承擔匯水分區雨水有效匯入。景觀專業需對整體景觀效果進行把控，并對海綿設施形態優化調整，并進行植物配置，優先選擇本地植物。

從海綿城市本質不難看出，海綿城市專項設計離不開景觀設計，離不開綠色設施，海綿城市專項設計包含排水專業，更涉及景觀專業，當然，還涉及建筑、結構等多個專業，要確保既能實現排水設計目標，又要美觀好看，必須互相融合才能做出高質量的海綿設計方案，使海綿城市建設綜合效益最大化。

3 海綿城市專項設計指標

海綿城市項目建設要合理選擇指標，并且與國家和省市相關文件要求相銜接。建設項目的低影響開發指標應按該區域海綿城市專項規劃執行。海綿城市規劃編制體系包括總體規劃、控制性詳細規劃。總規層面將指標分解到排水分區；控規層面在排水分區指標的基礎上，將指標分解到地塊，優化落實海綿設施。

海綿城市控制指標一般分為顯性控制項和隱形控制項，顯性控制項主要有綠化屋頂率、透水鋪裝率、下沉式綠地率等，這些指標在復核時根據景觀數據計算即可得到；還有一些隱形控制項，比如年徑流總量控制率、年徑流污染控制率、雨水資源化利用率等，這些指標屬于主控指標，需要根據項目方案、降雨量等進行較為詳細的計算分析才能得到。

4 專項設計中存在的具體問題

4.1 透水鋪裝不計調蓄容積

低影響開發設施以徑流總量和徑流污染為控制目標進行設計，設施具有的調蓄容積一般應滿足“單位面積控制容積”的指標要求。設計調蓄容積一般采用容積法進行計算。透水鋪裝作為常用的海綿設施，它的容積是否計入總調蓄容積呢。根據相關規范說明，透水鋪裝僅對綜合雨量徑流系數的減小有貢獻，其結構內部的孔隙容積不再計入總的調蓄容積。

透水鋪裝是以原位下滲為主、頂部無蓄水空間的滲透設施，其基層及墊層空隙雖有一定的蓄水空間，但其蓄水能力受面層或基層滲透性能的影響很大，因此透水鋪裝可通過參與綜合雨量徑流系數計算的方式確定其規模，其容積不再計入雨水凈流污染控制容積。類似的海綿設施有：透水鋪裝、綠色屋頂等。透水鋪裝雖不計入總的調蓄容積，但是它對滯蓄雨水、削減峰值流量，對徑流面源污染的截留、地下水位的補給，尤其是小雨天出門不濕鞋等都有較明顯的作用，應大力推廣。

4.2 透水鋪裝的應用

透水鋪裝設置：規范中要求，在公共停車場、人行道、步行街、自行車道和休閑廣場、室外庭院設置透水鋪裝，且對透水鋪裝率有一定的要求，透水鋪裝設置在這些場地，主要是解決中小降雨，雨季出行濕鞋的問題，對于機動車道目前沒有透水鋪裝的要求，可根據項目需求自行設置，有些項目因考慮到安全因素以及鋪裝耐久性，場地內消防車道常設置為不透水路面。

透水鋪裝樣式：透水磚路面一般用于居住區、公園的道路步行道，透水水泥混凝土路面用于小區道路、非機動車道等，透水瀝青混凝土路面用于快速路或高速公路，嵌草磚一般適用于低流量交通區域，如宅區間小路、停車場、高爾夫手推車車道、建筑與小區人行道等。

另外大家比較關心的一點，消防車道是否可以設計成透水鋪裝，答案是可以。根據消防車道的使用特點，使用頻次低，車輛荷載大的情況，消防車道需選用強度大的透水混凝土，保障其穩定性和耐久性。透水混凝土的強度取決于骨料自身的強度及粒徑大小，此外膠凝物質（如瀝青和水泥等）的粘結能力也會對強度造成影響。在具體工程應依據實際情況選擇不同強度的骨料種類和粒徑，提高膠凝材料的性能。對于強度要求特別高的路段可選擇半透水模式，即面層使用透水混凝土而基層半透水鋪裝結構。

4.3 下沉式綠地的設置

下沉式綠地具有較低的投入費用和維護費用，是最常用的海綿設施之一，也最容易產生問題，在項目設計時，很多情況下需要跟景觀專業，跟業主解釋什么是下沉式綠地。海綿設施中的下沉式綠地，并非簡單的下凹綠地。這就是為什么很多項目設置了下沉式綠地，但是起不到削減雨水，消納雨水的作用，效果大打折扣。

首先是深度要求，下沉式綠地下沉深度宜為 100～200 mm，溢流口的高度為 50 mm。下沉式綠地的調蓄空間與其下沉深度有關，一般取平均下沉深度乘以其面積，即為其調蓄容積。如下圖所示，下沉式綠地的下沉深度為 0.15 m（-0.15～0 m），有效水深 0.1 m（-0.15～-0.05 m），計算調蓄容積時，應采用有效水深。下沉式綠地中標高應嚴格按設計圖紙施工，保證下沉綠地的調蓄空間。

圖1 下沉式綠地典型結構示意圖

另外，下沉式綠地并不是普通綠地做下沉就可以，對其中的綠地滲透系數是有要求的，如果綠地滲透系數不滿足滲透要求時，應對其進行改良或采取其他措施增加滲透性能。例如，廈門海綿城市項目對種植土的要求，應用于LID 設施中的土壤盡量以原始土壤為主，有機質≥2.5%；密度≤1.20 g/cm3；滲透能力＞1.3 cm/h 等。不能滿足要求的，需進行換填。一般采用 85% 的洗過的粗砂，10% 左右的細沙，有機物的含量 5%，滲透能力≥2.5 cm/h。不同地區，應根據當地要求或項目實際情況調整。

4.4 地下建筑頂板覆土厚度對透水鋪裝和下沉綠地的影響

建筑小區類建設項目用地都非常緊張，而且地下建筑及下沉廣場日益增多，在地下建筑頂板上設置透水鋪裝和下沉式綠地也是普遍做法，但是有些地下建筑的覆土厚度很小。根據中國科學院地理科學與資源研究所的試驗研究報告，質地為粉質壤土的黃錦土，在試驗雨強（0.77～1.48 mm/min）條件下，60 min 歷時降雨入滲深度在 200 mm 左右，90 min歷時降雨入滲深度在 250～300 mm。這意味著，對于 300 mm厚的地下室覆土層，某時刻的降雨需要 90 min 后才能進入土壤下面的滲排系統，明顯會延遲雨水徑流高峰的時間，同時，土壤層也會存留一部分雨水，使滲排引流的雨水流量小于降雨流量，由此實現控制雨水的目的。

考慮到透水鋪裝的結構層做法，工程上普遍要求地下建筑頂板覆土層厚度≥0.6 m，可設置下沉式綠化和透水鋪裝，并應設置排水層考慮頂板疏排水問題。

4.5 末端雨水調蓄池容積的計算

各地都有按硬化面積配置雨水調蓄設施的要求，以北京為例，新建工程硬化面積達 2 000 m2及以上的項目，應配建雨水調蓄設施，配建標準為：每千平方米硬化面積配建調蓄容積≥30 m3的雨水調蓄設施。很多設計師簡單認為，這里的雨水調蓄設施就是雨水調蓄池，這是不對的。雨水調蓄設施包括：雨水調蓄池、具有調蓄空間的景觀水體、降雨前能及時排空的雨水收集池、洼地及入滲設施，但不包括僅低于周邊地坪 50 mm 的下沉式綠地。也就是說，雨水調蓄容積包含源頭的綠色海綿設施以及末端的調蓄池容積兩部分，通過源頭有效設置海綿設施，可減小末端調蓄池容積，減少末端投資費用。

一般調蓄池容積的計算，按年徑流總量控制率、硬化面積配置要求和雨水回用要求，三種方式進行計算，最后取大值即可。

另外需注意硬化面積的計算方法：居住區項目，硬化面積指屋頂硬化面積，按屋頂（不包括實現綠化的屋頂）的投影面積計算。非居住區項目，硬化面積包括建設用地范圍內的屋頂、道路、廣場、庭院等部分的硬化面積，具體計算辦法為“硬化面積=建設用地面積-綠地面積（包括實現綠化的屋頂）-透水鋪裝用地面積”。

5 結 語

在城市建設中應注重建筑小區項目的海綿城市專項設計應用，進一步加深各專業對海綿城市的認識和理解，有助于海綿城市與各專業方案相融合，呈現最佳設計效果，從而打造最適合建筑小區的海綿城市建設模式。